测绘大数据在城市更新辅助决策中的应用

陈展鹏,王天应,许谦

(广州市城市规划勘测设计研究院,广东 广州 510060)

0 引 言

随着经济社会的高质量发展,城市化早期所采取的粗放式建设模式已明显不适用于当前的城市发展。在进入社会主义现代化建设新时期后,我国的城市发展方式逐步发生转变,从增量发展转向调整内部结构、注重内部更新、提高城市的质量和承载能力的发展形式[1]。城市更新作为推动城市开发建设从粗放型外延式发展转向集约型内涵式发展的重要手段[2],是贯彻落实习近平总书记在视察广州时提出的“老城市新活力”[3]要求的切实举措,也是新形势下城市发展建设的必由之路。

现今的城市更新方案编制模式多以人工作业为主,存在如下问题:①当前城市更新工作的开展多遵循以前期调查获取的建筑、土地权属数据为基础,结合工作区规划数据开展更新方案研究的测绘服务模式[4-7]。这种工作方式的供给结构对需求变化的适应性和灵活性不够,数据生产及加工方式“碎片化”,不利于数据融合集成,缺乏整体思维;②数据格式多样(基础数据调查成果及现状数据涵盖CAD、GIS、EPS、Word、Excel、JPG等多种来源及格式),切换、转换过程烦琐,可能还会出现图形或坐标反复转换导致的误差;③更新方案中的现状分析和数据统计工作操作重复性高,操作烦琐,缺乏有效工具进行快速统计;④更新项目之间相对独立,缺乏整体统筹。计划研究的更新改造项目通常分布零散,未能在空间上实现基于全区的可视化和统筹,在面向大尺度区域如区级、市级等进行方案研制时,现行模式缺乏足够的宏观决策支撑力度。

在此背景下,本文以提质增效、数据赋能[8]为出发点,研究面向城市更新领域的测绘多源大数据应用模式,建设城市更新基础数据库,搭建城市更新辅助决策系统,实现改造方案的灵活调整、快速核算以及成果的标准化输出,助力城市更新工作的高效开展。

1 基于测绘大数据的城市更新决策系统构建

城市改造方案决策的主要依据涉及方案的改造成本与实际效益分析,全面细致的现状数据是形成科学可靠的更新改造方案的坚实基础。本文研究搭建了集数据存储、数据融合、数据分析和数据计算于一体的城市更新辅助决策平台,保证方案可靠性的前提下有效提高方案研制的效率与准确性,如图1所示。

图1 城市更新决策系统构建技术路线图

1.1 城市更新基础数据库建设

逻辑清晰,组织科学的数据库是高效计算的基础,是土地成本测算的关键工作之一。城市更新大数据包含界线数据、建筑数据、土地数据、人口数据、基础规划数据、众专项数据等。本文以土地资源各类数据为核心,依托成熟的数据库管理平台和GIS平台,经过数据治理、数据整合后,按照数据库设计的标准,建立逻辑化、标准化的管理基础数据库,对土地资源管理过程中产生的空间数据、属性数据进行统一管理与更新,为后续的现状分析、成本测算等工作提供数据支持。整合后形成的数据库结构如表1所示,基础规划数据样例如图2所示。

表1 城市更新基础数据库结构及图层设计

图2 基础规划数据样例

1.2 城市更新规划决策系统建设

城市更新辅助决策平台的系统建设采用松耦合的设计模式,运用微服务架构理念,设计分析模型接口与协议,封装各类模型服务,满足分布式模型按需调取的要求,可辅助城市更新旧村改造项目的前期研究、基础数据调查及片区策划方案编制,对应各阶段的辅助功能如图3所示:

图3 更新改造流程及平台辅助内容

本系统运用数据可视化技术,融合数据表盘、三维模型直观展示改造区域的地理区位和各个模块分析结果,同时支持自动输出成果图表与报告,使用者可直观感受决策方案的具体情况,从而快速做出决策。本系统具体功能包括方案管理、现状分析、成本测算、控规调整、成果导出等功能:

(1)方案管理模块记录了基于该系统进行研究的各城市更新方案的信息,以“方案”和“项目”为要素,直观呈现同一区域内不同的改造策略。该模块支持改造模式对比与方案统筹分析功能,通过调整更新方案中各项目的参数,可对比不同改造模式下的复建融资量及改造成本;通过对城市各片区更新方案的空间分布、改造进度、改造成本等进行统筹分析,可实现宏观层面的城市更新现状分析。

(2)现状分析模块依托数据库成果,整合方案范围的区位、上位规划、权属情况、建筑等多维数据,并于同一页面进行展示,支持指定区域内基于空间位置的统计分析呈现,直观展示区域内部现状,减少不同来源信息相互切换、转换的步骤。

(3)成本测算模块能够自动计算指定区域内城市更新改造的成本。通过加载的基于Model Builder和FME的计算模块,系统能快速根据预设的成本核算规则对指定范围进行改造成本的测算,并可根据不同更新对象和使用场景,灵活测算一种或多种改造方式的成本。

(4)控规调整模块基于使用者导入的用地方案,提供修改地块指标等操作。同时系统直观展示了方案总用地面积等参数信息,为规划者调整用地提供数据和工具支持。

(5)成果导出模块提供了一键输出方案文本功能。使用者在系统上将方案调整完毕后,可以一键导出PPT格式的方案文本,实现即时调整、即时输出。

2 实践应用

本文以广州市XX村改造为例。XX村位于广东省广州市白云区,该村在保证基础设施和公共服务设施相对完整的基础上,综合考虑道路、河流等自然要素及产权边界等因素,初步划定该片区策划范围383公顷。

2.1 方案编制

(1)现状分析。XX村片区范围内建筑以低层和多层建筑为主,基本为集体物业及村民住宅,部分高层建筑主要为个居住小区住宅楼。改造范围内涉及村民共 4 300多户、10 500余人,涉及建设用地346.12公顷,农用地31.31公顷,目前已纳入标图建库用地达173公顷,其中旧村庄图斑约98.9公顷。该片区历史文化资源丰富,共有1处国家重点文物保护单位、1处广州市重点文物保护单位以及10处区登记文物保护单位,上述数据均由系统自动测算模块根据数据库数据的类型和统计需要计算并输出,实现了该片区现状情况的自动化统计分析。

(2)成本测算。城市更新系统的复建及成本测算结合了国家、省、市以及测算对象所在区域的相关政策文件,力求做到测算方法有标准、测算结果有依据。传统的测算基数部分由人工填入,复制粘贴、四舍五入仅保留小数点后两位等人工操作可能会导致误差的累计,进而导致结果的微小偏差。城市更新系统通过预设计算程序,实现数据的自动化统计和计算,减少了测算过程中因人为失误导致的误差。系统投入使用前曾多次将测算结果与人工手算成果进行比对,结果显示,在基础数据、更新改造范围、评估成果一致的前提下,使用者选择相同的复建模式,城市更新系统测算的XX村改造成本与人工测算的结果误差小于 0.000 01亿元,基本具有一致性,可以满足城市更新前期研究及片区策划方案的测算精度要求。

(3)用地方案。规划用地方案受到政策、区位、交通、朝向、规划师的经验与审美等综合因素影响,具有复杂性和不确定性,本项目提供快速统计和调整的工具,辅助规划师决策。系统将成本测算结果与方案关键参数统一显示在系统面板上,规划师根据系统反馈对XX村更新改造用地方案进行调整,编制满足用地需求的方案。

(4)一键输出方案。在完成对XX村的现状分析、成本测算与用地方案编制后,系统根据预设的模板自动输出包含上述分析成果的PPT文档(如图4所示),大幅提升更新方案文本的输出效率。方案编制如果依靠人工手算需要4～5 h,借助系统各模块功能,只需要10～20 min就可以完成方案测算,极大提高了方案编制效率。

图4 导出PPT成果样例

2.2 效率分析

在传统的城市更新方案编制工作中,规划师的各项工作数据总量大、计算方式复杂,人工处理难度较大,容易导致计算精度与分析准确度的偏差,进而导致工作的重复与反复。相较于传统方案编制(图5),本次XX村的城市更新方案编制的现状数据分析、改造成本计算与用地情况统计均由系统自动化实现,规划师只需进行范围线导入和参数调整的工作,极大地提升了计算效率与精度。系统将规划师从重复的计算与文本编制中解放出来,并成功地辅助规划师快速完成对场地的现状分析与用地方案决策,实现完整业务流程上的效率提升。

图5 传统与系统计算更新方案编制模式对比

3 结 语

本文针对城市更新方案编制智能化程度不高、效率低下的痛点,构建了基于测绘大数据的城市更新决策系统,实现了城市更新大数据的统一管理和更新,辅助城市更新方案的现状分析、成本测算、用地调整等内容的精确高效产出,值得在城市产业策划、国土空间规划编制、社会精细化治理等业务领域进行推广。